Результат интеллектуальной деятельности: АВТОМОБИЛЬНЫЙ ПРИЦЕП

Изобретение относится к автомобильному прицепу для тягача, в частности, седельному прицепу или дышловому прицепу. Кроме того, изобретение относится к автопоезду с тягачом и автомобильным прицепом.

Из уровня техники известны безрельсовые транспортные средства для перевозки грузов и пассажиров (например, грузовые автомобили), которые имеют электрическую систему привода, которая снабжается электрической энергией от интегрированного в грузовой автомобиль аккумулятора. Недостатком этого является, с одной стороны, ограниченная емкость аккумулятора и, соответственно, ограниченная дальность действия грузового автомобиля. Другим недостатком грузовых автомобилей с электрической приводной системой является то, что такие грузовые автомобили в большинстве случаев предназначены для работы без прицепа, что при работе с прицепом приводит к соответствующим проблемам.

Поэтому в основу изобретения положена задача по меньшей мере частичного устранения указанных выше недостатков.

Эта задача решена с помощью автомобильного прицепа, согласно основному пункту формулы изобретения.

Изобретение содержит общую техническую идею интегрирования в автомобильный прицеп (например, седельный прицеп или дышловый прицеп) компонента электрической приводной системы (например, аккумулятора), который предназначен для соединения с электрической приводной системой тягача. Таким образом, при соединении автомобильного прицепа с тягачом, с одной стороны, выполняется обычным образом механическое соединение между тягачом и автомобильным прицепом. Кроме того, при этом создается также электрическое соединение между электрической приводной системой в тягаче, с одной стороны, и, с другой стороны, с интегрированным в автомобильный прицеп компонентом электрической приводной системы.

В одном предпочтительном примере выполнения изобретения интегрированные в автомобильный прицеп компоненты приводной системы имеют накопитель электрической энергии, который для электроснабжения электрической приводной системы тягача может быть соединен с электрической приводной системой автомобильного прицепа. Например, накопитель электрической энергии может иметь аккумулятор (например, ионно-литиевый аккумулятор) или топливный элемент. Таким образом, накопитель электрической энергии в автомобильном прицепе поддерживает накопитель электроэнергии в тягаче, за счет чего увеличивается дальность действия всего автопоезда. Разделение системы накопления энергии на накопитель электроэнергии в тягаче и накопитель электроэнергии в автомобильном прицепе является предпочтительным также для динамики автомобиля, поскольку тем самым достигается более равномерное распределение веса. Кроме того, накопитель энергии в прицепе обеспечивает также возможность самостоятельной работы автомобильного прицепа в отцепленном состоянии, например, для снабжения электроагрегатов (например, электродвигателя для привода компрессора охлаждения, подъемного дна или загрузочного борта).

В предпочтительном примере выполнения изобретения интегрированный в прицеп накопитель электроэнергии имеет накопитель высокого напряжения и накопитель низкого напряжения. Применяемое в рамках изобретения понятие накопитель высокого напряжения предпочтительно относится к накопителю энергии с номинальным напряжением больше 60 В. В противоположность этому, применяемое в рамках изобретения понятие накопитель низкого напряжения предпочтительно относится к накопителю энергии с номинальным напряжением меньше 60 В.

Для электрического соединения интегрированных в автомобильный прицеп компонентов приводной системы с электрической приводной системой тягача, автомобильный прицеп предпочтительно имеет первый интерфейс. Кроме того, автомобильный прицеп может дополнительно иметь второй интерфейс, когда к автомобильному прицепу можно присоединять другой автомобильный прицеп, при этом второй интерфейс может создавать в этом случае электрическое соединение с компонентами приводной системы в другом автомобильном прицепе. Таким образом, изобретение может быть реализовано также в автопоездах с несколькими автомобильными прицепами (например, в так называемых автодорожных поездах или длинных комбинированных транспортных средствах), которые соединены последовательно друг за другом, при этом каждый автомобильный прицеп автопоезда может иметь интегрированные компоненты приводной системы (например, аккумуляторы).

В предпочтительном примере выполнения изобретения интерфейсы предпочтительно имеют силовой интерфейс и связной интерфейс, при этом силовой интерфейс служит для передачи электроэнергии, в то время как связной интерфейс служит для передачи данных.

Кроме того, к интегрированным в автомобильном прицепе компонентам приводной системы относится предпочтительно распределитель, с целью обеспечения возможности распределения электрической энергии. Например, с распределителем может быть соединен первый интерфейс и/или второй интерфейс, с целью обеспечения возможности распределения электроэнергии между электрической приводной системой в тягаче и компонентом или компонентами приводной системы в одном или нескольких автомобильных прицепах. Предпочтительно, поэтому также накопитель энергии в автомобильном прицепе соединен с распределителем. Кроме того, с распределителем может быть также соединен электроагрегат (например, электродвигатель для привода компрессора охлаждения, подъемного дна или загрузочного борта), с целью обеспечения возможности электроснабжения электроагрегата в автомобильном прицепе от интегрированного в автомобильный прицеп накопителя энергии.

При этом существует также возможность выполнения с помощью распределителя контролирования изоляции или контролирования блокирования, при этом эти функции сами по себе известны из уровня техники и поэтому не требуют более подробного описания.

Кроме того, автомобильный прицеп имеет предпочтительно преобразователь постоянного напряжения, который расположен между интегрированным в автомобильный прицеп накопителем энергии и первым интерфейсом, в частности, между накопителем энергии и распределителем.

В указанном выше варианте выполнения изобретения с накопителем высокого напряжения и накопителем низкого напряжения, накопитель высокого напряжения и накопитель низкого напряжения предпочтительно соединены каждый через соответствующий преобразователь постоянного напряжения с распределителем.

В противоположность этому, снабжение дополнительного электроагрегата (например, электродвигателя для привода компрессора охлаждения, подъемного дна или загрузочного борта) осуществляется предпочтительно с помощью инвертора, который расположен между распределителем и электроагрегатом.

Кроме того, автомобильный прицеп предпочтительно имеет интегрированный блок управления, с целью управления интегрированными в автомобильный прицеп компонентами приводной системы. Например, интегрированный управляющий блок может управлять зарядкой, соответственно, разрядкой интегрированного накопителя энергии. Кроме того, интегрированный управляющий блок может управлять потоком энергии через первый интерфейс к тягачу и/или через второй интерфейс к другим автомобильным прицепам. Дополнительно к этому, в рамках изобретения возможно, что управляющий блок управляет преобразователем постоянного напряжения, соответственно, инвертором. В целом, интегрированный управляющий блок управляет энергией в автомобильном прицепе.

Кроме того, следует отметить, что изобретение претендует на защиту не только указанного выше автомобильного прицепа, согласно изобретению, с интегрированным компонентом приводной системы. Защита распространяется также на автопоезд с тягачом и соответственно выполненным автомобильным прицепом.

Тягач предпочтительно имеет управляющий блок для управления энергией для электрической приводной системы тягача. Кроме того, находящийся на тягаче управляющий блок может также управлять энергией компонентов приводной системы в автомобильном прицепе.

Для этого возможно, что управляющий блок на тягаче в качестве ведущего управляющего блока управляет управляющим блоком в автомобильном прицепе, который в этом случае работает в качестве ведомого управляющего блока.

Возможно также, что в самом автомобильном прицепе не расположен управляющий блок для управления энергией, так что управляющий блок на тягаче в соединенном состоянии автомобильного прицепа управляет также энергией в автомобильном прицепе, так что можно отказаться от отдельного управляющего блока в автомобильном прицепе.

Кроме того, следует отметить, что электрическая приводная система тягача может работать полностью электрически или частично электрически. Например, электрическая приводная система тягача может иметь гибридный привод, который имеет как двигатель внутреннего сгорания, так и электродвигатель. Однако в рамках изобретения возможно также, что электрическая приводная система тягача работает полностью электрически, т.е. с помощью электродвигателя, но без двигателя внутреннего сгорания. Кроме того, возможны также другие различные варианты электрической приводной системы, что, однако, не имеет особого значения для изобретения и поэтому не требует подробного описания.

Однако следует отметить, что сам автомобильный прицеп предпочтительно не имеет собственного привода, а тянется тягачом.

Кроме того, следует отметить, что накопитель энергии в автомобильном прицепе предпочтительно имеет такую большую емкость, что он приводит к достойному упоминания увеличению дальности действия. Поэтому емкость накопителя энергии в автомобильном прицепе предпочтительно содержит по меньшей мере 10%, 20%, 50% или даже 100% емкости накопителя энергии на тягаче. За счет этого автомобильный прицеп, согласно изобретению, отличается от обычных автомобильных прицепов, которые имеют лишь вспомогательную батарею, которая, однако, не может быть соединена с электрической приводной системой тягача и на основе ее небольшой емкости также не пригодна для поддержки электрической приводной системы.

Наконец, следует еще отметить, что изобретение не ограничивается безрельсовыми транспортными средствами для перевозки грузов и пассажиров, такими как, например, грузовые автомобили (седельные поезда с седельным тягачом и седельным прицепом, грузовые поезда с тянущим грузовым автомобилем и дышловым прицепом) или автобусы. Изобретение можно использовать также в уличном транспорте и колесном транспорте (например, легковом автомобиле с прицепом).

Другие предпочтительные модификации изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения или подробнее поясняются в приведенном ниже описании предпочтительных примеров выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

фиг. 1 - автопоезд, состоящий из тягача и седельного прицепа, при этом в седельный прицеп интегрированы компоненты электрической приводной системы;

фиг. 2 - модификация фиг. 1 с полностью электрическим приводом тягача без двигателя внутреннего сгорания, а также

фиг. 3 - автопоезд с тягачом и двумя дышловыми прицепами, при этом дышловые прицепы имеют каждый соответствующие интегрированные компоненты приводной системы.

На фиг. 1 показан предпочтительный пример выполнения изобретения в виде автопоезда, который состоит из тягача 1 и седельного прицепа 2, при этом тягач 1 имеет электрическую приводную систему 3, которая может быть соединена с компонентами 4 приводной системы в седельном прицепе 2 для совместной работы.

Электрическая приводная система 4 тягача 1 имеет двигатель 5 внутреннего сгорания (например, дизельный двигатель) и электродвигатель 6, которые в совместной трансмиссии действуют через сцепление 7 и коробку 8 передач на дифференциал 9 приводной оси 10 и тем самым приводят в движение тягач 1. Однако изобретение не ограничено показанной конфигурацией осей. Так, тягач 1 может также иметь большее количество осей, которые не должны быть все приводными.

Электродвигатель 6 снабжается электрической энергией через инвертор 11 из накопителя 12 электрической энергии (например, ионно-литиевого аккумулятора).

Кроме того, электрическая приводная система 12 на тягаче 1 имеет управляющий блок 13, который соединен с инвертором 11 и двигателем 5 внутреннего сгорания, а также с интерфейсом 14, при этом управляющий блок 13 осуществляет управление энергией для электрической приводной системы 3.

Интегрированные в седельный прицеп 2 компоненты 4 приводной системы содержат накопитель 15 высокого напряжения и накопитель 16 низкого напряжения, при этом накопитель 15 высокого напряжения соединен через преобразователь 17 постоянного напряжения с распределителем 18, в то время как накопитель 16 низкого напряжения соединен с распределителем 18 через другой преобразователь 19 постоянного напряжения.

Кроме того, седельный прицеп 2 имеет электроагрегат 20, например, электродвигатель для привода компрессора охлаждения, подъемного дна или загрузочного борта. Электроагрегат 20 через выпрямитель 21 также соединен с распределителем 18.

Кроме того, интегрированные в седельный прицеп 2 компоненты 4 приводной системы содержат управляющий блок 22, который управляет энергией в седельном прицепе 2.

Оба управляющих блока 13, 22 соединены друг с другом через связной интерфейс 23 в интерфейсе 14. При этом возможно также, что управляющий блок 13 тягача 1 в соединенном состоянии работает в качестве ведущего управляющего блока и через связной интерфейс 23 управляет управляющим блоком 22 в седельном прицепе 2, при этом управляющий блок 22 в седельном прицепе работает в качестве ведомого управляющего блока.

Кроме того, интерфейс 14 содержит еще силовой интерфейс 24, который соединяет накопитель 12 энергии в тягаче 1 с распределителем 18 в седельном прицепе 18 и обеспечивает поток энергии между тягачом 1 и седельным прицепом 2, а именно предпочтительно в обоих направлениях.

Таким образом, с одной стороны, электрическая приводная система 3 на тягаче 1 может через силовой интерфейс 24 заряжать накопитель 15 высокого напряжения и/или накопитель 16 низкого напряжения в седельном прицепе 2.

Однако, с другой стороны, электродвигатель 6 на тягаче 1 может снабжаться током также из накопителя 15 высокого напряжения в седельном прицепе 2, что обеспечивает соответствующее увеличение максимально возможной дальности действия.

Показанный на фиг. 2 пример выполнения в значительной степени совпадает с поясненным выше и показанным на фиг.1 примером выполнения, так что для исключения повторов делается ссылка на приведенное выше описание, при этом соответствующие подробности обозначены теми же позициями, которые, однако, снабжены апострофом для различия.

Особенность этого примера выполнения состоит в том, что электрическая приводная система 3' тягача 1' выполнена полностью электрической, так что можно отказаться от показанного на фиг.1 двигателя 5 внутреннего сгорания.

Показанный на фиг.3 пример выполнения также в значительной степени совпадает с поясненным выше и показанным на фиг.1 примером выполнения, так что для исключения повторов делается ссылка на приведенное выше описание, при этом соответствующие подробности обозначены теми же позициями, которые, однако, снабжены двумя апострофами для различия.

Особенность этого примера выполнения состоит в том, что автопоезд тянется с помощью трехосного грузового автомобиля 1” вместо тягача 1 на фиг. 1.

Другая особенность этого примера выполнения состоит в том, что грузовой автомобиль 1'' тянет трехосный дышловый прицеп 2” вместо седельного прицепа 2 на фиг.1.

Кроме того, следует отметить, что к дышловому прицепу 2” прицеплен другой дышловый прицеп 2'''.

Наконец, следует еще отметить, что также во второй дышловый прицеп 2''' интегрированы компоненты 4ʺ' приводной системы.

Компоненты 4''' приводной системы во втором дышловом прицепе 2''' соединены через соответствующий интерфейс 14''' с компонентами 4'' приводной системы в первом дышловом прицепе 2''.

Изобретение не ограничено указанными выше предпочтительными примерами выполнения. Возможно множество вариантов и модификаций, в которых также используется идея изобретения и которые поэтому попадают в объем защиты. В частности, изобретение претендует также на защиту предмета и признаков зависимых пунктов формулы изобретения, независимо от подчиненности и, в частности, независимо от признаков основного пункта формулы изобретения.

Перечень позиций

1, 1' - Тягач

1'' - Грузовой автомобиль

2, 2' - Седельный прицеп

2”, 2''' - Дышловый прицеп

3, 3', 3” - Электрическая приводная система

4, 4', 4”, 4''' - Компоненты приводной системы

5, 5” - Двигатель внутреннего сгорания

6, 6', 6” - Электродвигатель

7, 7', 7” - Сцепление

8, 8', 8” - Коробка передач

9, 9', 9” - Дифференциал

10, 10', 10” - Приводная ось

11, 11', 11” - Инвертор

12, 12', 12” - Накопитель энергии

13, 13', 13” - Управляющий блок

14, 14', 14”, 14''' - Интерфейс

15, 15', 15” - Накопитель высокого напряжения

16, 16', 16” - Накопитель низкого напряжения

17, 17', 17” - Преобразователь постоянного напряжения

18, 18', 18”, 18''' - Распределитель

19, 19', 19” - Преобразователь постоянного напряжения

20, 20', 20” - Электроагрегат

21, 21', 21” - Выпрямитель

22, 22', 22”, 22''' - Управляющий блок

23, 23', 23”, 23''' - Связной интерфейс

24, 24', 24”, 24'' - Силовой интерфейс